不同囊材聚磷酸铵微胶囊在环氧树脂中的阻燃研究

采用原位聚合法合成制备了以蜜胺树脂(MF)、环氧树脂(EP)以及EP和MF为囊材的微胶囊阻燃剂MFAPP、EPAPP、EMFAPP,用红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)表征微胶囊阻燃剂的核壳结构。采用极限氧指数(LOI)和垂直燃烧等级测试(UL94)对MFAPP、EPAPP、EMFAPP在环氧树脂中的阻燃特性进行了研究。当添加量大于7%时,阻燃复合材料均能通过UL 94 V-0级测试,极限氧指数大于27.0%,表明MFAPP、EPAPP、EMFAPP均为EP的高效阻燃剂,这些阻燃剂在EP阻燃过程中均形成了膨胀炭层,属于膨胀阻燃机理。另外在耐水性实验中发现,添加EPAPP、EMFAPP的EP复合材料具有更好的耐水性,经75℃水浸泡6天后,阻燃性能得到了较好的保持。     

原位聚合法制备聚磷酸铵微胶囊及其应用的研究进展

以聚磷酸铵微胶囊阻燃剂的包覆壳材料为重点,综述了聚磷酸铵微胶囊阻燃剂的无机材料包覆、有机材料包覆、双层或多层包覆以及纳米材料包覆,总结了国内外关于原位聚合法制备聚磷酸铵微胶囊的最新研究进展。介绍了聚磷酸铵微胶囊形成过程中,包覆壳材料与聚磷酸铵的原位聚合方法及机理。并且提出了聚磷酸铵阻燃剂在材料燃烧过程中存在的协同效应。最后,结合聚磷酸铵微胶囊阻燃剂在阻燃过程中存在的问题,展望了原位聚合在微胶囊阻燃领域中的未来发展方向。     

聚磷酸铵-苯并噁嗪微胶囊的制备及其对环氧树脂燃烧性能影响

以多聚甲醛、丙烯胺、苯酚为原料,通过Mannich反应合成烯丙基型苯并噁嗪单体(Bala),并通过核磁共振氢谱(~1H-NMR)确定了其化学结构.将Bala在聚磷酸铵(APP)原位开环聚合后,制备APP微胶囊(BMAPP).傅里叶变换红外(FTIR)和静态接触角测试表明,Bala在APP表面成功聚合,并有效提高APP的疏水性,与纯APP相比,BMAPP的接触角从10.8°提高到了71.3°.将BMAPP添加到环氧树脂(EP)中,制备EP/BMAPP复合材料.通过热重分析仪(TGA)、垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)、锥型量热仪(CONE)和动态热机械分析仪(DMA)对EP和EP/BMAPP的热性能以及燃烧性能进行对比分析.结果显示,10%的BMAPP的成炭效果最佳,有良好的阻燃性能,可使EP的LOI值从22.6%提高到33.6%,并通过UL-94 V-0级,600°C下残炭率达26.3%.同时,BMAPP可大幅度降低EP燃烧过程中烟密度和热释放速率,提高EP的玻璃化转变温度(T_g).BMAPP/EP-10%中,PBala和APP协同后使EP热释放速率峰值(PHRR)由1247 kW·m~(-2)降低到434 kW·m~(-2),生烟速率(SPR)降低67%左右,T_g从169°C提高到了173°C.     

磷化淀粉的合成及其与聚磷酸铵协效阻燃聚乳酸的性能研究

利用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和马来酸酐(MA)对淀粉进行改性得到磷化淀粉(DOPOMASt),通过红外光谱(FTIR)、核磁共振谱(1H-NMR)和X射线光电子能谱(XPS)确定其结构.利用DOPOMASt作为碳源,与聚磷酸铵(APP)复配后通过熔融共混制备了阻燃聚乳酸(PLA)...     

密胺树脂/硼酸锌双层包覆微胶囊化红磷的制备及其在阻燃聚烯烃中的应用

描述了采用密胺树脂和硼酸锌连续双层包覆微胶囊化红磷(MRP)的最新制备方法。采用红外光谱、电子能谱和透射电镜等分析手段对其进行了表征，并证实红磷已被完全包覆。实验数据表明：经包覆的MRP的热稳定性获得了明显改善，吸水率和磷化氢的发生量均大大减少。MRP作为阻燃助剂应用于聚烯烃阻燃材料表现出了良好的阻燃效果。实时红外和热失重测量以及扫描电镜观察表明：其阻燃机制是红磷受热时与树脂反应促进了含磷膨胀炭层的形成，从而提高了材料的热稳定性，碳层起到了隔氧、隔热作用，而且主要在凝聚相中发挥其阻燃作用。     

双环笼状磷酸酯衍生物的合成及其在环氧树脂中的初步阻燃试验

以1-氧代-1-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2．2．2]-4-氯甲酰基辛烷3和胺反应，合成了8个双环笼状磷酸酯酰胺类化合物4a-4h。通过元素分析、OR、1HNMR和MS确定了其结构。将所合成的化合物应用于了环氧树脂(E—44)中的阻燃试验。     

DOPO基膦酸铝盐的制备及其阻燃环氧树脂的性能研究

以10-羟基-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO-OH)和六水合氯化铝为原料合成了一种DOPO基膦酸铝盐(DOPO-Al)阻燃剂,通过红外光谱、扫描电镜、能谱、核磁共振磷谱和热失重表征了其结构,并制备了DOPO-Al阻燃的环氧树脂,通过极限氧指数、锥形量热、热失重和差示扫描量热测试分析了该树脂的阻燃和热性能。结果表明,DOPO-Al为高温阻燃剂,其初始热分解温度(T_5%)高达595.5℃。DOPO-Al能提高环氧树脂的阻燃性能和耐热性。当DOPO-Al添加量为7.5%(wt)时,环氧树脂的LOI值由24.1%提高至31.3%;在燃烧过程中,使其热释放速率峰值、平均热释放速率、总热释放、总烟释放和总烟产量均降低,使残留物增加幅度高达135%。炭层分析表明DOPO-Al存在凝聚相阻燃机理。环氧树脂的T_5%和玻璃化转变温度分别高达368.9℃和161.8℃,所制备阻燃环氧树脂具有较好的热性能。     

聚苯基磷酸酯(PPP)的合成及其阻燃机制

阻燃剂;环氧树脂;聚苯基磷酸酯(PPP)的合成及其阻燃机制     

气相生长碳纤维对环氧树脂固化反应的影响及其复合物固化动力学研究

用示差扫描量热方法研究了气相生长碳纤维作为填料对4,4′-二氨基二苯甲烷四缩水甘油环氧树脂(TGDDM)/4,4′-二氨基二苯基砜(DDS)等温固化反应的影响.与纯环氧树脂一样,气相生长碳纤维复合物的固化反应也属于自催化反应类型.气相生长碳纤维对环氧树脂的固化反应动力学影响很小.固化反应的过程可以用一种修正过的自催化动力学模型来描述,在整个固化反应过程中纯TGDDM/DDS环氧树脂及其气相生长碳纤维复合物模型拟合得到的结果和实验数据相当一致.     

PROMOTION EFFECT OF MELAMINE ON FLAME RETARDANCY OF EPOXY RESINS CONTAINING CAGED BICYCLIC PHOSPHATE

Caged bicyclic phosphate (CBP) and its dimelamine salt (PDS) were synthesized and added to epoxy resins to obtain the flame retarded epoxy resin composites. The flammability of the composites was characterized by the limiting oxygen index (LOI) and cone calorimeter tests. The LOI values of flame retarded composites increase consistently with the increase of flame retardant amounts, and they are almost the same when the loading of CBP is the same as that of PDS,although the phosphorus content of PDS is much lower than that of CBP. The total heat release increases in the order of CBP30/ER ＜ PDS30/ER ＜ PDS15/ER ＜ CBP15/ER, whereas that of specific extinction area is CBP15/ER ＞ CBP30/ER ＞ PDS30/ER ≌ PDS15/ER. PDS exhibits more effective inhibition of oxidation of combustible gases. In the tests of thermogravimetric analyses (TG) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), it is found that the degradation of the composites is influenced greatly by the addition of flame retardants. By scanning electron microscopy (SEM), a thick and tight char-layer is observed for PDS30/ER, resulting from the interaction of nitrogen species with phosphorus species.Therefore, the combination of CBP with melamine in the flame retarded system can improve the flame retardancy greatly.     

THERMAL DEGRADATION AND FLAME RETARDANCY OF CALCIUM ALGINATE FIBERS

Calcium alginate fibers were prepared by wet spinning of sodium alginate into a coagulating bath containing calcium chloride.The thermal degradation and flame retardancy of calcium alginate fibers were investigated with thermal gravimetry(TG),X-ray diffraction(XRD),limiting oxygen index(LOI) and cone calorimeter(CONE).The results show that calcium alginate fibers are inherently flame retardant with a LOI value of 34,and the heat release rate(HRR),total heat release(THR),CO and CO_2 concentrations during ...     

高抗冲聚苯乙烯/蒙脱土复合材料的阻燃性研究

用经十六烷基三甲基溴化铵有机化改性的蒙脱土 (OMMT)与高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)通过熔融插层法制备了HIPS OMMT复合材料 ,用X ray衍射技术对材料结构进行了表征 ,发现钠基蒙脱土 (Na+ MMT)和有机蒙脱土的层间距分别为 1 5 1nm和 2 18nm ,HIPS OMMT(5phr)复合材料中蒙脱土的层间距因聚合物大分子的插入扩大为 3 4 4nm ;而HIPS与Na+ MMT形成的复合材料的层间距与Na+ MMT的层间距相比却没有变化 ,表明未有机化处理土没有形成插层结构 .锥形量热仪的研究结果表明HIPS OMMT复合材料的热释放速率、质量损失速率以及生烟速率等燃烧特性参数均显著降低 ,具有较明显的阻燃性和抑烟性 ,而HIPS Na+ MMT非插层型复合材料只有在Na+ MMT很高填充量下 (>2 0phr)才有一定阻燃效果 .比较了铵盐对HIPS阻燃性的影响 ,结果表明铵盐自身的阻燃作用很小 ,主要是插层复合结构起阻燃作用 .     

Metal compound-enhanced flame retardancy of intumescent epoxy resins containing ammonium polyphosphate

A series of intumescent flame-retardant epoxy resins (IFR-EPs) were prepared only by adding a 5 wt% total loading of ammonium polyphosphate (APP) and metal compounds. All the samples could achieve V-0 rating and did not generate dripping during UL-94 testing. The limiting oxygen index (LOI) values of the samples with 4.83 wt% APP and 0.17 wt% CoSA increase from 27.1 to 29.4, compared with epoxy resin containing 5 wt% APP. The samples also showed excellent water resistance of flame retardancy in 30 °C and 70 °C water for 168 h. The LOI results show that the composition of metal compounds (metal ions and ligands/anions) and the mass ratios of APP to metal compounds affect the flame retardancy of the samples. TG results indicate that the catalytic effect of CoSA on the decomposition of both APP and the epoxy resins containing APP is better than that of CuSAO. The fire behavior of epoxy resin and epoxy resins containing APP with/without CoSA were investigated by cone calorimeter. Cone calorimeter parameters of the samples such as HRR, THR, TSP and COP indicate that the addition of APP and CoSA improves the fire safety of epoxy resin significantly, and CoSA shows an obvious catalytic effect.     

三聚氰胺-甲醛树脂包裹环氧树脂微胶囊的制备及表征

针对环氧树脂基材料的自修复,选取四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯作为芯材,采用三聚氰胺-甲醛树脂为壁材,对其进行微胶囊化包裹.结果表明,制得的具有单囊结构的环氧树脂微胶囊,胶囊粒径较小(约6.7μm)、囊壁较薄(约0.2μm)、芯含量较高(83.2 wt%),囊壁内、外表面光滑致密,胶囊具有良好的密闭性和耐热性;在微胶囊化过程中,三聚氰胺-甲醛树脂的缩聚反应动力学起关键作用,芯材没有参与囊壁形成的交联反应;包裹后的芯材活性保持不变,胶囊被复合到材料过程中囊芯活性也保持不变;胶囊的强度较高,能承受与基体材料复合过程中的外力作用,且与基体材料间粘结良好,在裂纹形成过程中能够随基体同时开裂.     

卡拉胶包覆APP微球阻燃水性环氧树脂

以氯化钡提纯k-卡拉胶, 经过氧化氢降解, 通过反相乳液聚合的方式制备了一系列卡拉胶包覆聚磷酸铵(APP)阻燃微球(k-CM/APP); 将其加入到水性环氧树脂(EP)中, 制备了3种钢结构防火涂层EP2, EP3和EP4. 利用红外光谱(IR)、 扫描电子显微镜(SEM)及元素分析(EDS)对k-CM/APP的结构及形貌进行了表征. 利用极限氧指数(LOI)、 垂直燃烧(UL-94)、 背温测试法、 热重分析(TG)、 锥形量热(CONE)、 附着力测试、 IR和SEM等方法分析了涂层的阻燃、 隔热及力学性能. 结果表明, k-CM/APP(3/1)球形结构完整, 800 ℃时的残炭量高达59.5%. 与其它阻燃涂层体系相比, 添加了k-CM/APP(3/1)的EP3防火涂层的极限氧指数达到28.5%, UL-94达到了V-0级, 60 min防火涂层耐火温度为253 ℃. 相比于纯EP涂层, EP3涂层的热释放速率峰值降低了58.26%, 总热释放量降低了20.84%, 附着力达到8.74 MPa.     

MODIFICATION OF EPOXY RESIN WITH POLYSILOXANE BEARING PENDANT QUATERNARY AMMONIUM GROUPS

Polysiloxane bearing pendant quaternary ammonium groups (PSI) was used to modify the surface properties ofepoxy resins. In the cured resin, PSI formed the dispersed phase. Remarkable enrichment and gradient distribution ofpolysiloxane on the surface region of the epoxy resins were demonstrated by XPS analysis. The composition and propertiesof the surface of PSI-modified epoxy resin, which is in contact with the mold, are dependent on the material of the mold.Through the incorporation of PSI, epoxy resins with low surface energy and low friction coefficient were obtained.Polysiloxane with lower ionic group content shows a higher degree of enrichment on the resin surface and leads to a highercontact angle against water, while the polysiloxane having optimum compatibility with the epoxy resin shows a greater effectin reducing the static friction coefficient of the resin against glass.     

插层聚合制备粘土/环氧树脂纳米复合材料过程中粘土剥离行为的研究

用ＸＲＤ、ＤＳＣ 等手段研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的插层与剥离行为,证明环氧树脂容易插层到粘土片层间,形成稳定的插层混合物,加入胺固化剂固化后,粘土被剥离而得到剥离型纳米复合材料,剥离程度与所采用的固化温度关系不大,主要取决于固化程度,全部剥离的时间与环氧树脂凝胶的时间接近．     

原位制备PEI/SiO2复合材料及其改性环氧树脂的研究

在N,N-二甲基乙酰胺/四氢呋喃(DMAc/THF)混合溶剂中,在正硅酸乙酯(TEOS)存在条件下,通过溶胶-凝胶法原位制备了聚醚酰亚胺(PEI)/SiO2复合材料.在该复合材料中,当SiO2含量低于20 wt％时,透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)的观察表明,SiO2纳米粒子可以均匀分散,粒径可在80～300 n...     

接枝环氧树脂/硅溶胶杂化水分散液的制备与表征

利用原位分散法制备了接枝环氧树脂 硅溶胶杂化水分散液 ,并通过红外光谱和 ζ电位测定 ,表征了接枝环氧树脂与硅溶胶之间的杂化作用 .实验结果表明 ,与接枝环氧树脂水分散液相比 ,杂化水分散液的粒径和粘度均减小 .按此探讨了形成杂化水分散液的历程 .初步测定了杂化水分散液成膜后的表面性能 ,发现它们具有更高的硬度和更好的疏水性能 ,与成膜过程中硅溶胶在膜表面的富集效应有关